Hygienic aspects of the problem of pharmaceutical pollution of the environment with wastewater of medical institutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. Significant hygiene problems include pollution of the surface and groundwater with medicines and their derivatives, which enter the environment in the conditions of pharmaceutical production, when using medications in medical and veterinary practice, as well as improper disposal of unused or expired medications.
Objective. An assessment of the volumes and composition of discharge of medicines with wastewater of medical institutions from the standpoint of potential risk of environmental pollution.
Materials and methods. There was applied verified information on the use of medicines in the stationary departments of three large medical and preventive medical institutions of the city of Taganrog of the Rostov Region for the period of 2016–2021. When statistical processing the data, specialized software of our own design was used, as well as the professional package of statistical programs IBM SPSS Statistics («Statistical Package for Social Science») version 19.0.
Results. The results of the assessment of the volumes and structure of medicines and their derivatives that fall into the citywide sewer system indicate the potential risk of pharmaceutical pollution of the water of the Taganrog Gulf of the Azov Sea. Taking into account the results of the study, informative indicators of pharmaceutical water pollution in the conduct of socio-hygienic monitoring are the content of antibiotics (Ceftriaxone, Ciprofloxacin), of non-steroidal anti-inflammatory drugs (Metamizole Sodium, Ibuprofen) and of hormonal drugs (Prednisolone).
Limitations. The study is pilot in nature for determining priority indicators of pharmaceutical pollution of the aquatic environment.
Conclusions. There was confirmed the relevance of the quantitative determination of pharmaceutical pollution of water bodies in the conduct of socio-hygienic monitoring, including the study of antibiotic resistance of indicator microorganisms and the assessment of the effectiveness of the applied technologies on treatment sewage facilities.

About the authors

Boris I. Marchenko

Southern Federal University

Email: borismarch@gmail.com
DSc (Medicine), Docent, Рrofessor, Institute of Nanotechnology, Electronics and Instrument Engineering, Southern Federal University, Rostov-on-Don, 344006, Russian Federation

Ludmila A. Deryabkina

The branch of the Center of Hygiene and Epidemiology in the Rostov region

Email: tagcgsen@pbox.ttn.ru
PhD (Medicine), Chief Physician of the branch of the Center for Hygiene and Epidemiology in the Rostov Region in the City of Taganrog, Taganrog, 347930, Russian Federation

Arseniy А. Nazaryants

Southern Federal University

Email: nazaryanc@sfedu.ru
Postgraduate student, Institute of Nanotechnologies, Electronics and Equipment Engineering, Southern Federal University, Rostov-on-Don, 344006, Russian Federation

References

  1. Баренбойм Г.М., Чиганова М.А. Загрязнение природных вод лекарствами. М.: Наука; 2015. https://elibrary.ru/ucvzwi
  2. Новикова Ю.А., Маркова О.Л., Фридман К.Б. Основные направления минимизации рисков здоровью населения, обусловленных загрязнением поверхностных источников питьевого водоснабжения лекарственными средствами. Гигиена и санитария. 2018; 97(12): 1166–70. https://elibrary.ru/vqbsob
  3. Рахманин Ю.А., Онищенко Г.Г. Гигиеническая оценка питьевого водообеспечения населения Российской Федерации: проблемы и пути рационального их решения. Гигиена и санитария. 2022; 101(10): 1158–66. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-10-1158-1166 https://elibrary.ru/hkiarc
  4. Савостикова О.Н., Мамонов Р.А., Тюрина И.А., Алексеева А.В., Николаева Н.И. Ксенобиотики и продукты их трансформации в сточных водах (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2021; 100(11): 1218–23. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-11-1218-1223 https://elibrary.ru/fivvue
  5. Махмудова О.А., Хазиахметова В.Н. Проблема лекарственного загрязнения окружающей среды: обзор литературы. Ремедиум. 2023; 27(1): 76–80. https://doi.org/10.32687/1561-5936-2023-27-1-76-80 https://elibrary.ru/nypglu
  6. Козлова М.А. Исследование лекарственного загрязнения водных объектов в зонах сброса сточных вод городов и промышленных предприятий. Вода: химия и экология. 2019; (3-6): 30–6. https://elibrary.ru/kahufv
  7. Мезрин Н.М., Абрамова А.А., Дягелев М.Ю., Исаков В.Г. Оценка специфических загрязнений в составе городских сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 2022; (7): 34–41. https://doi.org/10.35776/VST.2022.07.05 https://elibrary.ru/mzbrva
  8. Gwenzi W., Selvasembian R., Offiong N.A.O., Mahmoud A.EL.D., Sanganyado E., Mal J. COVID-19 drugs in aquatic systems: a review. Environ. Chem. Lett. 2022; 20(2): 1275–94. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01356-y
  9. Журавлёв П.В., Хуторянина И.В., Марченко Б.И. Барьерная роль очистных сооружений канализации в отношении санитарно-показательных и патогенных бактерий, паразитарных агентов на примере южной зоны России. Гигиена и санитария. 2021; 100(10): 1070–6. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-10-1070-1076 https://elibrary.ru/rmypum
  10. Загайнова А.В., Журавлёв П.В., Морозова М.А., Седова Д.А., Грицюк О.В., Панькова М.Н. и др. Барьерная роль очистных сооружений в обеззараживании сточных вод в отношении E.сoli, обобщённых и общих колиформных бактерий. Гигиена и санитария. 2022; 101(5): 479–86. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-479-486 https://elibrary.ru/nwxqec
  11. Barenboim G.M., Kozlova M.A. Pollution of sources of drinking water supply of large cities with pharmaceuticals (the example of Moscow, Russia). Water Resources. 2018; 45(6): 941–52. https://doi.org/10.1134/S0097807818060039
  12. Bouzas-Monroy A., Wilkinson J.L., Melling M., Boxall A.B.A. Assessment of the Potential Ecotoxicological Effects of Pharmaceuticals in the World’s Rivers. Environ. Toxicol. Chem. 2022; 41(8): 2008–20. https://doi.org/10.1002/etc.5355
  13. Laws M., Shaaban A., Rahman K.M. Antibiotic resistance breakers: current approaches and future directions. FEMS Microbiol. Rev. 2019; 43(5): 490–516. https://doi.org/10.1093/femsre/fuz014
  14. Ажогина Т.Н., Скугорева С.Г., Аль-Раммахи А.А.К., Гненная Н.В., Сазыкина М.А., Сазыкин М.А. Влияние поллютантов на распространение генов устойчивости к антибиотикам в окружающей среде. Теоретическая и прикладная экология. 2020; (3): 6–14. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-006-014 https://elibrary.ru/crcfgv
  15. Christaki E., Marcou M., Tofarides A. Antimicrobial Resistance in Bacteria: Mechanisms, Evolution, and Persistence. J. Mol. Evol. 2020; 88(1): 26–40. https://doi.org/10.1007/s00239-019-09914-3
  16. Журавлев П.В., Панасовец О.П., Алешня В.В., Казачок И.П., Черногорова Т.Н., Деревякина Е.И. Антибиотикорезистентность бактерий, выделенных из воды открытых водоемов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2015; (5): 24–6. https://elibrary.ru/uchpkp
  17. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Сухина М.А., Юдин С.М., Макаров В.В., Мания Т.Р. и др. Изучение связи маркеров антибиотикорезистентности с маркерами вирулентности у NDM-положительных штаммов Klebsiella pneumoniaе, циркулирующих в различных водах и локусах человека. Гигиена и санитария. 2021; 100(12): 1366–71. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-12-1366-1371 https://elibrary.ru/jtomnc
  18. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Панькова М.Н., Федец З.Е., Мания Т.Р., Загайнова А.В. Сравнительная оценка патогенного потенциала энтерококков, выделенных от здоровых людей и из сточных вод. Гигиена и санитария. 2023; 102(12): 1272–80. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1272-1280 https://elibrary.ru/ksnjpx
  19. Тюмина Е.А., Бажутин Г.А., Картагена Гомез А.д.П., Ившина И.Б. Нестероидные противовоспалительные средства как разновидность эмерджентных загрязнителей. Микробиология. 2020; 89(2): 152–68. https://doi.org/10.31857/S0026365620020135 https://elibrary.ru/rpddxn
  20. Kołecka K., Gajewska M., Caban M. From the pills to environment – prediction and tracking of non-steroidal anti-inflammatory drug concentrations in wastewater. Sci. Total. Environ. 2022; 825(1): 153611. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153611
  21. Rastogi A., Tiwari M.K., Ghangrekar M.M. A review on environmental occurrence, toxicity and microbial degradation of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs). J. Environ. Manage. 2021; 300(6): 113694. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113694
  22. Park M.J., Chae J.P., Woo D., Kim J.Y., Bae Y.C., Lee J.Y., et al. Ibuprofen-induced multiorgan malformation during embryogenesis in Xenopus laevis (FETAX). Biochem. Biophys. Res. Commun. 2024; 703: 149565. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2024.149565
  23. Попова А.Ю., Кузьмин С.В., Гурвич В.Б., Козловских Д.Н., Романов С.В., Диконская О.В. и др. Информационно-аналитическая поддержка управления риском для здоровья населения на основе реализации концепции развития системы социально-гигиенического мониторинга в Российской Федерации на период до 2030 года. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2019; (9): 4–12. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-318-9-4-12 https://elibrary.ru/tzkwsa
  24. Попова А.Ю., Кузьмин С.В., Зайцева Н.В., Май И.В. Приоритеты научной поддержки деятельности санитарно–эпидемиологической службы в области гигиены: поиск ответов на известные угрозы и новые вызовы. Анализ риска здоровью. 2021; (1): 4–14. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.1.01 https://elibrary.ru/envzjr
  25. Рахманин Ю.А., Леванчук А.В., Копытенкова О.И. Совершенствование системы социально–гигиенического мониторинга территорий крупных городов. Гигиена и санитария. 2017; 96(4): 298–301. https://elibrary.ru/ykuqgx
  26. Козлова М.А., Гальвидис И.А., Буркин М.А. Особенности лекарственного загрязнения водных объектов-источников питьевого водоснабжения Москвы (на примере некоторых антибиотиков). Метеорология и гидрология. 2020; (8): 87–91. https://elibrary.ru/iqjwtd
  27. Лыков И.Н. Фармацевтическое загрязнение окружающей среды. Проблемы региональной экологии. 2020; (3): 23–7. https://elibrary.ru/zfjjcd
  28. Алсовэйди А.К.М., Караваева О.А., Гулий О.И. Методы и подходы для определения антибиотиков. Антибиотики и химиотерапия. 2022; 67(1–2): 53–61. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2022-67-1-2-53-61 https://elibrary.ru/sekfzi
  29. Song Z., Ma Y.L., Li C.E. The residual tetracycline in pharmaceutical wastewater was effectively removed by using MnO2/graphene nanocomposite. Sci. Total. Environ. 2019; 651(Pt. 1): 580–90. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.240
  30. Ribeiro A.R., Sures B., Schmidt T.C. Cephalosporin antibiotics in the aquatic environment: A critical review of occurrence, fate, ecotoxicity and removal technologies. Environ. Pollut. 2018; 241: 1153–66. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.06.040
  31. Gunnarsson L., Snape J.R., Verbruggen B., Owen S.F., Kristiansson E., Margiotta-Casaluci L., et al. Pharmacology beyond the patient – the environmental risks of human drugs. Environ. Int. 2019; 129: 320–32. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.04.075
  32. Лыков И.Н., Кусачева С.А., Сафронова М.Е., Логинова А.Ю. Загрязнение окружающей среды фармацевтическими препаратами. Экология и промышленность России. 2020; 24(8): 51–5. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-8-51-55 https://elibrary.ru/feprtc
  33. Zheng W., Wen X., Zhang B., Qiu Y. Selective effect and elimination of antibiotics in membrane bioreactor of urban wastewater treatment plant. Sci. Total Environ. 2019; 646: 1293–303. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.400
  34. Козлова М.А. Лекарственное загрязнение природных и сточных вод: методы очистки и результаты исследования. Экологический вестник Северного Кавказа. 2020; 16(1): 77–80. https://elibrary.ru/azrnvn

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.